国开电大《高等数学基础》形考任务四参考答案解析
本次形考任务四主要考察了学生对高等数学中极限、连续性、导数等概念和定理的掌握程度。以下是本次形考任务四的参考答案解析。
1. 设函数$f(x)$在$x=0$处连续,$f(0)=1$,且$\lim\limits_{x \to 0}\dfrac{f(x)-1}{x}=2$,求$f(2)$。
解析:根据题意,我们可以列出以下等式:
$$\lim\limits_{x \to 0}\dfrac{f(x)-1}{x}=2$$
移项得:
$$\lim\limits_{x \to 0}(f(x)-1)=\lim\limits_{x \to 0}2x=0$$
因为$f(x)$在$x=0$处连续,所以:
$$f(0)=\lim\limits_{x \to 0}f(x)=1$$
又因为$f(x)$在$x=0$处连续,所以:
$$\lim\limits_{x \to 0}f(x-2)=f(0-2)=f(-2)$$
根据拉格朗日中值定理,存在$c \in (-2,0)$,使得:
$$f(-2)-f(0)=(-2-0)f'(c)$$
即:
$$f(-2)-1=-2f'(c)$$
同理,根据拉格朗日中值定理,存在$d \in (0,2)$,使得:
$$f(2)-f(0)=(2-0)f'(d)$$
即:
$$f(2)-1=2f'(d)$$
将上述两个式子代入$f(-2)-1=-2f'(c)$中,得到:
$$f(-2)-f(2)=-2f'(c)-2f'(d)$$
又因为$f(x)$在$x=0$处连续,所以:
$$\lim\limits_{x \to 0}f(x-2)=f(0-2)=f(-2)$$
所以:
$$f(-2)-f(2)=-2f'(c)-2f'(d)=0$$
因此:
$$f(2)=1$$
2. 设$f(x)$在$x=0$处可导,$f'(0)=1$,$f(x+y)=f(x)f(y)$,求$f(x)$。
解析:根据$f(x+y)=f(x)f(y)$,我们可以得到:
$$f(x)=f(\dfrac{x}{2}+\dfrac{x}{2})=f(\dfrac{x}{2})^2$$
同理,可以得到:
$$f(\dfrac{x}{2})=f(\dfrac{x}{4})^2$$
$$f(\dfrac{x}{4})=f(\dfrac{x}{8})^2$$
$$\cdots$$
$$f(\dfrac{x}{2^n})=f(\dfrac{x}{2^{n+1}})^2$$
当$n \to \infty$时,$\dfrac{x}{2^n} \to 0$,所以:
$$\lim\limits_{n \to \infty}f(\dfrac{x}{2^n})=f(
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